物质的量气体摩尔体积（讲）-高考化学一轮复习

第04讲物质的量气体摩尔体积

考情

1.了解物质的量及其单位摩尔质量、阿伏加德罗常数的含义与应用，利用物质的量将宏观的物理量与微

观粒子的个数联系起来，并能从宏观和微观结合的视角分析解决问题。

2.能从物质的吊:的角度认识物质的组成及变化，建立物质的审、物质的质吊:和微观粒了数之间计算的思

维模型。

3.能从宏观和微观相结合的角度理解影响物质体积大小的因素，知道气体摩尔体积的含义，能叙述阿伏

加德罗定律的内容。

4.能基于物质的量认识物质的组成及变化，建立〃、〃?、16之间计算的模型，熟悉阿伏加德罗定律的应

用。

【核心素养分析】

1.宏观辨识与微观探析：认识物质的最是联系宏观物质和微观粒子的重要工具，能从宏观和微观相结合

的视角分析与解决实际问题。

2.证据推理与模型认知：在有关物质的最计算过程中，通过分析、推理等理解计算的方法，建立阿伏加

德罗常数、气体摩尔体积等题目解答的模型。

⑥考点梳理

知识点一物质的量摩尔质量

1.物质的量、阿伏加德罗常数

(I)基本概念间的关系

(2)物质的量的规范表示方法

国molH2SO4

数值单位指定微粒符号或微粒名称

(3)物质的量与粒子数、阿伏加德罗常数之间的关系为〃=N/NA.

【特别提醒】

(1)摩尔后面应为确切的微粒名称；如1mol氢(不确切)和1mol大米(宏观物质)皆为错误说法。

(2)物质的量是物理量，摩尔是物质的量的单位，不是物理昂:。

(3)6.02x1023是个纯数值，没有任何物理意义，而阿伏加德罗常数(M)是指1mol任何微粒所含的粒子数,

它与0.012kg,2C所含的碳原子数相同，数值约为6.02x1023。

2.摩尔质量

(1)单位物质的量的物质所具有的质量。常用的单位是gmoFL公式：M=羡。

(2)数值：以g-molr为单位时，任何粒子的摩尔质量在数值上都等于该粒子的相对分子(原子)质量。

【易错瞥示】

(1)物质的量是计量微观粒子“集体”的物理量，只适用于微观粒子(即分子、原子、离子、质子、中子、

电子等)，不适用于宏观物质。

(2)摩尔质量、相对原子(或分子)质量的含义不同，不是同一个物理量。二者单位也不同，摩尔质量的单

位是gmor1或kg-mol1,相对原子(或分子)质量的单位为1。

(3)对具体的物质，其摩尔质量是确定的，不随物质的量的多少而变化，也不随物质的聚集状态而变化。

知识点一气体摩尔体积阿伏加德罗定律

1.影响物质体积的因素

(I)微粒的大小(物质的本性)

(2)微粒间距的大小(由温度与压强共同决定)

(3)微粒的数目(物质的量的大小)

2.气体摩尔体积

(1)定义：一定温度和压强下，单位物质的量的气体所占的体积，符号为%1。

(2)常用单位:L/mol(或L

(3)数值：在标准状况下(指温度为()℃,压强为101kPa)约为22.4L・m指「0

(4)计算公式：Vm=^p

(5)影响因素：气体摩尔体积的数值不是固定不变的，它决定于气体所处的温度和压强。

【误区警示】气体摩尔体积(22.4L-molr)应用的“五大误区”

(1)使用“条件”是标准状况，即0C、101kPa,而不是常温、常压。

(2)使用对象必须是气体物质，可以是单一气体，也可以是混合气体。标准状况下不是气体而又常在题

中出现的物质有：SO3、乙醇、水、己烷、CCL等。

⑶标准状况下的气体摩尔体积约为22.4LmoF1,其他条件下匕一般不是22.4L.moF'o

(4)22.4L气体，在标准状况下的物质的量是1mol,在非标准状况下，可能是1mol,也可能不是1mol。

⑸物质的质量、物质的量一定时，所含微粒数与物质处于何种条件无关。如常温常压下32go2所含的

原子数目是2NA。注意不要形成定势思维，看到“常温常压”就排除选项。

3.阿伏加德罗定律及推论

(1)阿伏加德罗定律：在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。

定

即“三同”(八〃、V)——“一同”。?)。

(2)适用范围：单一气体或相互不反应的混合气体。

(3)阿伏加德罗定律的推论

以下用到的符号：〃为密度，〃为压强，〃为物质的量，M为摩尔质量，，〃为质量，V为体积，T为热

力学温度。

描述关系

匕=生

同温同压下，气体的体积比等于它们的物质的量之比

丫2〃2

三正比同温同体积下，气体的压强比等于它们的物质的量之比包=生

P1

同温同压下，气体的密度比等于它们的摩尔质量之比

p2~^2

同温同压下，相同质量的任何气体的体积与它们的摩

V|_M2

V~MI

尔质量成反比2

二反比

同温同体积时，相同质量的任何气体论压强与它们的

P\_MI

P2~M]

摩尔质量成反比

同温同压下，同体积的任何气体的质量比等于它们的

m\M\包

m2Mip2

连比摩尔质量之比，也等于它们的密度之比

【方法技巧】

(1)气体的体积受温度和压强影响，和分子大小无关。

(2)标准状况(0℃,101kPa),水、苯、SO3、HF、CCL、己烷、CS2、CHCb、Br2.乙醇等物质不是气

体，慎用22.4

(2)应用阿伏加德罗定律推论时可通过及〃=张〃与导出。

同题型剖析

高频考点一物质的量摩尔质量

例1.(2018•全国卷IH)下列叙述正确的是()

A.24g铁与27g铝含有相同的质子数

（5）对于混合气体，求其平均摩尔质量，上述计算式仍然成立；还可以用下式计算：M=MGa%+M2X。％

+M.*c%……。％、〃％、c%指混合物中各成分的物质的量分数（或体积分数）。

高频考点二阿伏加德罗常数

例2.（2022.浙江卷）NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是

【答案】C

【举一反三】（2022•海南卷）在2.8gPc中加入100mL3moi/LHCLPc完全溶解。NA代表阿伏加德罗

常数的值，下列说法正确的是

A.反应转移电子为O.lmolB.HC1溶液中C「数为3NA

【答案】A

【解析】2.8gFc的物质的量为0.05mol;100niL3molL'HCl中H+和C1的物质的量均为0.3moL两者发

生反应后，Fe完全溶解，而盐酸过量。Fe完全溶解生成Fe?+,该反应转移电子0.ImoLA正确；HCI溶液

中Q的物质的量为0.3mol,因此，CI数为0.3NA,B不正确；%Fe的质子数为26、中子数为30,2.8g56Fe

的物质的量为0.05moL因此,2.8gS6Fe含有的中子数为C不正确；反应生成出的物质的量为0.05moL

在标准状况下的体积为L12L,D不正确：综上所述，本题A。

【变式探究】（2022•全国甲卷）NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是

【答案】C

高频考点三气体摩尔体积

例3.某中学有甲、乙两个探究性学习小组，他们拟用小颗粒的铝铜合金与足量的稀硫酸反应测定通常

状况（约20℃、1.01x105pa）下的气体摩尔体积（%）。

稀硫酸导管an

铜

铝c

金

合

铝

铜

合

金

【.甲组同学拟设计如图1所示的装置来完成实验。

（1）写出装置］中发生反应的离子方程式：。

（2）实验开始时，先打开分液漏斗上口的玻璃塞，再轻轻旋开其活塞，一会儿后发现稀硫酸不能顺利滴

入锥形瓶中.请帮助他们分析其原因：O

（3）实验结束时，生成氢气的体积近似等于。

（4）锥形瓶中残存的氢气对实验结果是否有"影响：（填“有♦”•没有,,或•♦不能判断”），简述理由：

II.乙组同学仔细分析了甲组同学的实验装置后以为，稀硫酸滴入锥形瓶中，即使不生成氨气，也会将

瓶中的空气排出，使所测氢气的体枳偏大；实验结束后，连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在，使所

测氢气的体积偏小，于是他们设计了如图2所示的实验装置。

实验中准确测定出4个数据，如表：

一^^-

实验前实验后

铝铜合金质量/g"12

黄液管（C）体积/mL

ViV2

（注：量液管大刻度在上方，小刻度在下方）

利用上述数据计算通常状况下的气体摩尔体积：V,n=。

【解析】1.（1）铝和稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气，其离子方程式为2A1+6H'=2A13++3H2T。（2）铝

与稀硫酸反应生成的氢气使锥形瓶内气压增大,锥形瓶内的压强大于大气压，所以稀硫酸不能顺利滴入锥

形瓶中。（3）气体产生的压强导致水从集气瓶中排出，且氢气不易溶于水，所以收集到的水的体积近似等于

氢气的体积。（4）装置中有空气存在，生成的氢气不溶于水，在相同温度和压强下，生成的氢气的体积与排

出空气的体积相等，所以没有影响。

n.2AI+6H+=2Ap++3H2T

2mol3mol

m\—m2(V2—V|)X1O3

--mol-------p-------mol

9(V2-V1)

Vm=500Lm01°

【答案】I.⑴2A1+6H+=2A13++3H2T

(2)铝与稀硫酸反应生成的氢气使锥形瓶内气压增大

⑶收集到水的体积

（4）没有相同温度和压强下，生成氢气的体积与排出空气的体积相等

9(丫2—

Lmol

,500(〃?i—〃?2)

【方法技巧】气体体积的测量

气体体积的测定既可通过测量气体排空的液体体积来确定（二者体积值相等）。也可直接测量收集的气体

体积。测量气体体积的常用方法：

（1）直接测量法。如图A、B、C、D、E是5种直接测量气体体积的常见装置。

A装置：测量前可先通过调整左右两管的高度使左管(有刻度)充满液体，且两管液面相平.

B装置：排液体法收集气体后直接测量其体积。

C装置：直接将•种反应物置于倒置的量筒中，另一反应物置于水槽中，二者反应产生的气体可以直接

测量。

D装置：用于测量混合气体中被吸收(或不被吸收)的气体的体积。读数时，球形容器和量气管液面相平，

量气管内增加的液体的体积等于被反应管吸收后剩余气体的体积。

(2)间接测量法。如图F装置是通过测量气体排出的液体体积来确定气体体积。

(3)消除外因(温度、压强)对气体体积的影响。

(4)读数时，请勿使用“视线与凹液面相切”之类的描述，“相切”表达语意不准确，仰视、俯视的情况下,

视线都能与凹液面相切。

【变式探究】某中学有甲、乙两个探究性学习小组，他们拟用小颗粒的铝铜合金与足量的稀硫酸反应

测定通常状况(约20℃,1.01XIO5Pa)下的气体摩尔体积(%)。

I.甲组同学拟设计如图I所示的装置来完成实验。

(1)写出装置］中发生反应的离子方程式：。

(2)实验开始时，先打开分液漏斗上口的玻璃塞，再轻轻旋开其活塞，一会儿后发现稀硫酸不能顺利滴

入锥形瓶中。请帮助他们分析其原因：O

(3)实验结束时，生成氢气的体积近似等于。

(4)锥形瓶中残存的氢气对实验结果是否有影响：(填“有”“没有”或“不能判断”)，简述理

由：oII.乙组同学仔细分析了日组同学的实

验装置后以为，稀硫酸滴入锥形瓶中，即使不生成氧气，也会将瓶中的空气排出，使所测氢气的体积偏大;

实验结束后，连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在，使所测氢气的体积偏小，于是他们设计了如图2

所示的实验装置。

实验中准确测定出4个数据，如下表:

实验前实验后

铝铜合金质量/g〃力mi

量液管（C）体积/mLV.Vi

利用上述数据计算通常状况下的气体摩尔体积：Vm=

【解析】I.⑴铝和稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气，其离子方程式为2A1+6H'=2A13++3H2T。

⑵铝与稀硫酸反应产生的氢气使锥形瓶内气压增大，锥形瓶内的压强大于大气压，所以稀硫酸不能顺

利滴入锥形瓶中。

（3）气体产生的压强导致水从集气瓶中排出，且氢气不易溶干水，所以收集到的水的体枳近似等于氢气

的体积。

（4）装置中有空气存在，生成的氢气不溶于水，在相同温度和压强下，生成的氢气的体积与排出空气的

体积相等，所以没有影响。

+3+

II.2Al+6H=2Al+3H2r

2mol3mol

（L-VDXIOFL

~百~mol

3就—L.

500（"“一〃?2）

【答案】I.（1）2AI+6H'==2A13++3H2T（2）铝与稀硫酸反应产生的氢气使锥形瓶内气压增大⑶收

集到水的体积（4）没有相同温度和压强下，生成氢气的体积与排出空气的体积相等

9（V-V,）

【1T500（加2一加2）L，m0

高频考点四阿伏加德罗定律及其应用

例4.在两个密闭容器中，分别充有质量相等的甲、乙两种气体，它们的温度和密度均相同。根据甲、

乙的摩尔质量（M）的关系判断的值，下列说法中正确的是（）

A.若欣甲）VM（乙），则分子数：甲V乙

B.若M（甲）＞M（乙），则气体摩尔体积：甲＜乙

C.若M（甲）（乙），则气体的压强：甲〉乙

D.若M（甲）＞M（乙），则气体的体积：甲V乙

【答案】C

【解析】等质量的气体，其摩尔质量与物质的量（或分子数）成反比，若M（甲）VM（乙），则分子数：甲,

乙，A项错误；若M（甲）＞M（乙），则物质的量：甲〈乙，乂因为气体体积相等，故气体摩尔体积：甲〉乙，

B项错误；同温同体积同质量的气体或混合气体，压强与摩尔质量成反比，若M甲）（乙），则气体的压强：

甲）乙，C项正确；由质量和密度相等可知气体体积相等，则甲、乙摩尔质量与气体的体积无关，即甲=乙，

D项错误。

【举一反三】下列说法中正确的是（）

A.在一定温度和压强下，固体或液体物质体积大小只由构成粒子的大小决定

B.不同的气体，若体积不同，则它们所含的分子数一定不同

C.在一定温度下，各种气态物质体积的大小由构成气体的分